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Die Erfindung betrifft eine elektronische Spannungs- oder Stromversorgungseinheit.
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Derartige elektronische Spannungs- oder Stromversorgungseinheiten können beispielsweise als elektronische Vorschaltgeräte ausgebildet sein, die zur Strom- oder Spannungsversorgung für UV-Lampensysteme verwendet werden können, welche insbesondere für Trockner oder Entkeimungsanlagen verwendet werden.
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Generell weist eine derartige elektronische Spannungs- oder Stromversorgungseinheit ein Gehäuse zur Aufnahme deren einzelner Komponenten auf, welches typischerweise in einem Schaltschrank integriert ist. Als elektronische Komponenten zur Strom- oder Spannungsversorgung können insbesondere Frequenzumrichter, Wechselrichter oder Spannungswandler vorgesehen sein.
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Weiterhin weisen derartige elektronische Spannungs- oder Stromversorgungseinheiten Kühlsysteme auf, wobei insbesondere Luftkühlungen vorgesehen sein können. Diese Luftkühlungssysteme weisen allgemein einen Kühlkörper und eine diesem zugeordnete Lüftereinheit auf, die im Gehäuse der elektronischen Spannungs- oder Stromversorgungseinheit integriert sind. Mittels der Lüftereinheit wird ein Luftstrom generiert, der dem Kühlkörper zugeführt wird. Der Luftstrom durchsetzt den Kühlkörper und wird dann aus dem Kühlkörper und schließlich aus dem Gehäuse und auch aus dem Schaltschrank ausgeleitet.
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Im industriellen Einsatz verschmutzen die Kühlkörper derartiger Anlagen, was zu einem Ausfall dieser Einheiten führen kann. Die Verschmutzungen können dadurch vermindert werden, dass der Lüftereinheit eine Filtereinheit vorgeordnet ist, die die von außen angesaugte Luft filtert. Problematisch ist jedoch, dass dann die Filtereinheiten selbst verschmutzen, was ebenfalls zu einem Ausfall der jeweiligen Anlage führen kann. Schließlich stellen die Lüftereinheiten Einheiten mit begrenzter Lebensdauer dar und fallen daher relativ häufig aus.
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Bei einem Ausfall der Lüftereinheit oder Filtereinheit fällt die gesamte elektronische Spannungs- oder Stromversorgungseinheit aus. Um die elektronische Spannungs- oder Stromversorgungseinheit wieder betriebsbereit zu machen, muss die defekte Lüftereinheit oder die defekte Filtereinheit ausgebaut und durch eine neue Einheit ersetzt werden. Da die Lüftereinheit und Filtereinheit bei bekannten elektronischen Spannungs- oder Stromversorgungseinheiten im Gehäuse oft schlecht zugänglich angeordnet und zudem mit Befestigungen befestigt sind, die nur mit Einsatz von Werkzeugen gelöst werden können, ist der Austausch dieser Lüftereinheit beziehungsweise einer Filtereinheit äußerst zeitaufwändig, was zu unerwünscht hohen Stillstandszeiten der elektronischen Spannungs- oder Stromversorgungseinheit führt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Spannungs- oder Stromversorgungseinheit bereitzustellen, welche eine hohe Verfügbarkeit aufweist und einfach an unterschiedliche Einsatzbedingungen angepasst werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die Erfindung betrifft eine elektronische Spannungs- oder Stromversorgungseinheit und umfasst ein Gehäuse, in welchem Elektronikkomponenten sowie ein Kühlkörper und wenigstens eine diesem zugeordnete Lüftereinheit integriert sind. Die Lüftereinheit ist von einem Einsetzteil gebildet, das durch Einsetzen in Aufnahmen innerhalb des Gehäuses montierbar ist.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Lüftereinheit wenigstens eine Filtereinheit zugeordnet, welche von einem Einsetzteil gebildet ist, das durch Einsetzen in Aufnahmen innerhalb des Gehäuses montierbar ist.
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Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Ausbildung der Lüftereinheit und vorteilhaft der Filtereinheit als Einsetzteil diese Einheiten schnell und ohne Einsatz von Werkzeugen im Gehäuse der elektronischen Spannungs- oder Stromversorgungseinheit installiert und ebenso wieder aus diesem ausgebaut werden können.
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Bei einem Ausfall einer Lüftereinheit oder einer Filtereinheit kann diese somit schnell ausgebaut und durch eine entsprechende neue Einheit ersetzt werden. Dadurch ergeben sich geringe Stillstandszeiten und somit eine hohe Verfügbarkeit der erfindungsgemäßen elektronischen Spannungs- oder Stromversorgungseinheit.
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Weiterhin wird eine hohe Wartungsfreundlichkeit der elektronischen Spannungs- oder Stromversorgungseinheit erhalten. Diese Wartung kann derart erfolgen, dass in einem ersten Schritt die Lüftereinheit und die Filtereinheit aus den Aufnahmen herausgenommen werden. Vor Herausnahme der Lüftereinheit wird diese von der Stromversorgung im Gehäuse getrennt. Vorteilhaft ist an der Aufnahme für die Lüftereinheit ein Steckkontakt für deren Stromversorgung vorgesehen.
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Damit braucht lediglich die Steckverbindung zur Abkopplung von der Stromversorgung im Gehäuse gelöst werden, was ohne Einsatz von Werkzeugen schnell und einfach durchgeführt werden kann.
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Nachdem die Lüftereinheit und die Filtereinheit aus den Aufnahmen herausgenommen wurden, kann eine Reinigung des Kühlkörpers erfolgen. Da vorab die Lüftereinheit und die Filtereinheit entfernt wurden, ist ausgeschlossen, dass von dem Kühlkörper abgereinigter Schmutz auf die Filtereinheit oder die Lüftereinheit gelangen kann.
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Nach Reinigung des Kühlkörpers werden die Lüftereinheit und die Filtereinheit wieder in ihre Aufnahmen eingesetzt. Durch Herstellung der Steckverbindung mittels des Steckkontakts der Lüftereinheit wird diese an die Stromversorgung der elektronischen Spannungs- oder Stromversorgungseinheit angeschlossen. Damit ist der komplette Reinigungsvorgang abgeschlossen und die elektronische Spannungs- oder Stromversorgungseinheit ist betriebsbereit.
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Generell ist es auch möglich, die aus dem Gehäuse entnommene Lüftereinheit in einem Testlauf zu testen. Dabei können insbesondere Druckdifferenzen an der Lüftereinheit gemessen werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Aufnahmen von Trägern gebildet, in welche die zugeordnete Lüftereinheit oder Filtereinheit einschiebbar oder einsteckbar sind.
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Besonders vorteilhaft sind die Lüftereinheit und die Filtereinheit jeweils von einem Einschubteil gebildet. Als Aufnahmen für diese Einschubteile sind Einschubfächer im Gehäuse vorgesehen.
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Ohne Beschränkung der Allgemeineinheit wird im Folgenden die Erfindung für den Fall erläutert, dass die Lüftereinheit und die Filtereinheit als Einschubteile ausgebildet sind.
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Besonders vorteilhaft sind mehrere Varianten von Lüftereinheiten oder Filtereinheiten vorgesehen, welche wahlweise in die Aufnahmen einschiebbar sind. Dabei ist an dem Einschubteil mit der Lüftereinheit seitlich ein Steckkontakt vorgesehen, welcher zugleich einen Passstift für die Sollposition der Lüftereinheit im Gehäuse darstellt.
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Durch die Zusatzfunktion des Steckkontakts kann auf einfache Weise die korrekte Einbauposition der Lüftereinheit im Gehäuse, die für deren Funktion entscheidend ist, genau kontrolliert werden.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass bei der elektronischen Spannungs- oder Stromversorgungseinheit auf einfache Weise eine nachträgliche Anpassung der Filter- beziehungsweise Lüfterleistungen möglich ist, um so eine Anpassung an sich gegebenenfalls ändernde Einsatzbedingungen vornehmen zu können. Dies kann einfach durch einen Austausch von Filtereinheiten und Lüftereinheiten bewerkstelligt werden. Vorteilhaft ist hierzu für die elektronische Spannungs- oder Stromversorgungseinheit ein Bausatz, umfassend eine Filtereinheit mit unterschiedlichen Leistungsdaten und eine Lüftereinheit mit unterschiedlichen Leistungsdaten vorgesehen. Die einzelnen Filtereinheiten einerseits und die einzelnen Lüftereinheiten andererseits weisen dabei jeweils gleiche Außenabmessungen auf, so dass zur Variation der Lüfterleistung wahlweise eine Lüftereinheit des Bausatzes in die jeweilige Aufnahme eingeschoben werden kann und ebenso zur Variation der Filterleistung wahlweise eine Filtereinheit des Bausatzes in die jeweilige Aufnahme eingeschoben werden kann.
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Generell kann die erfindungsgemäße elektronische Spannungs- oder Stromversorgungseinheit auch derart weitergebildet sein, dass jeweils mehrere Lüftereinheiten und mehrere Filtereinheiten in Aufnahmen innerhalb des Gehäuses eingebracht werden können.
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Generell kann eine Lüftereinheit auch derart ausgebildet sein, dass diese selbst eine Mehrfachanordnung von Lüftern, insbesondere Axiallüftern, aufweist.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind als Aufnahmen für das oder jedes Einschubteil Einschubfächer im Gehäuse vorgesehen.
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Damit wird ein besonders einfaches und komfortables Ein- und Ausführen der Lüftereinheit beziehungsweise der Filtereinheit gewährleistet, wobei besonders vorteilhaft ist, dass durch die konstruktive Ausbildung der Einschubfächer in Schubladenform die Sollpositionen der Lüftereinheit und Filtereinheit innerhalb des Gehäuses exakt definiert und vorgegeben sind.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die in der Aufnahme gelagerte Lüftereinheit in Abstand zum Kühlkörper angeordnet, wobei der Zwischenraum zwischen der Lüftereinheit und dem Kühlkörper eine Beruhigungsstrecke ausbildet, in welcher ein Staudruck vor dem Kühlkörper ausgebildet wird und in welcher eine Beruhigung der Luft am Ausgang der Lüftereinheit erfolgt.
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Durch die Position der Aufnahme relativ zum Kühlkörper ist gewährleistet, dass auch bei einem Austausch der Lüftereinheit die Größe der Beruhigungsstrecke konstant bleibt, wodurch reproduzierbare Kühleigenschaften erhalten werden.
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Weiter vorteilhaft ist die in der Aufnahme gelagerte Filtereinheit der in der Aufnahme gelagerten Lüftereinheit vorgeordnet, so dass von außen angesaugte Luft vor Eintritt in die Lüftereinheit mittels der Filtereinheit gefiltert wird.
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Schließlich ist vorteilhaft bei in den Aufnahmen gelagerter Filtereinheit und der Lüftereinheit ein Zwischenraum zwischen der Filtereinheit und der Lüftereinheit vorgesehen.
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Dadurch wird eine optimale Funktion der Filtereinheit und auch der nachgeordneten Lüftereinheit gewährleistet.
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Gemäß einer konstruktiv vorteilhaften Ausführungsform bilden der Kühlkörper, die Lüftereinheit und die Filtereinheit eine Vertikalanordnung im Gehäuse aus. Die Lüftereinheit ist in Abstand unterhalb des Kühlkörpers angeordnet, wobei die Filtereinheit unterhalb der Lüftereinheit angeordnet ist.
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Die erfindungsgemäße elektronische Spannungs- oder Stromversorgungseinheit kann prinzipiell als alleinstehendes Gerät verwendet werden. Alternativ ist diese in einem Schaltschrank integriert.
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Die erfindungsgemäße elektronische Spannungs- oder Stromversorgungseinheit kann insbesondere als elektronisches Vorschaltgerät ausgebildet sein. Generell können auch elektronische Spannung- oder Stromversorgungseinheiten vorgesehen sein, in welchen Spannungswandler oder Wechselrichter angeordnet sind.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1: Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektronischen Spannungs- oder Stromversorgungseinheit.
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2: Ausführungsform einer Lüftereinheit für die elektronische Spannungs- oder Stromversorgungseinheit gemäß 1.
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3: Schematische Darstellung einer jeweils an einer Aufnahme gelagerten Lüftereinheit und Filtereinheit in der elektronischen Spannungs- oder Stromversorgungseinheit gemäß 1.
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4: Anordnung der erfindungsgemäßen elektronischen Spannungsoder Stromversorgungseinheit in einem Schaltkreis.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektronischen Spannungs- oder Stromversorgungseinheit 1. Die elektronische Spannungs- oder Stromversorgungseinheit 1 ist im vorliegenden Fall als elektronisches Vorschaltgerät ausgebildet, die insbesondere für UV-Lampensysteme, die für Trockner, Entkeimungsanlagen oder dergleichen eingesetzt werden, verwendet wird.
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Die elektronische Spannungs- oder Stromversorgungseinheit 1 weist zur Aufnahme der einzelnen Komponenten ein Gehäuse 2 auf.
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Zur Kühlung von im Gehäuse 2 gelagerten Elektronikkomponenten, welche zur Strom- oder Spannungsversorgung einer externen Einheit dienen, ist in dem Gehäuse 2 der elektronischen Spannungs- oder Stromversorgungseinheit 1 ein Luftkühlungssystem 3 vorgesehen. Dieses umfasst einen Kühlkörper 4, der an der Rückwand 102 des Gehäuses 2 angeordnet ist. Weiterhin weist das Luftkühlungssystem eine Lüftereinheit 5 und eine Filtereinheit 6 auf.
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Die Lüftereinheit 5 befindet sich in einer vorgegebenen Einbauposition in Abstand unterhalb des Kühlkörpers 4. Zwischen der Lüftereinheit 5 ist ein durch Wandelemente 7 vom Rest des Innenraums abgegrenzter Hohlraum vorgesehen, dessen Querschnitt an den Querschnitt des Kühlkörpers 4 angepasst ist. Dieser Hohlraum bildet eine Beruhigungsstrecke 8. Der Querschnitt der Lüftereinheit 5 entspricht dem Querschnitt des die Beruhigungsstrecke 8 bildenden Hohlraums.
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Die Lüftereinheit 5 besteht vorteilhaft aus einem oder mehreren Axiallüftern 9. 2 zeigt ein Beispiel einer aus drei Axiallüftern 9 bestehenden Lüftereinheit 5. Die Axiallüfter 9 sind in einem Einschubrahmen 5a gelagert, der in eine Aufnahme im Gehäuse 2 eingeschoben werden kann. Die Aufnahme für die Lüftereinheit 5 ist generell abgedichtet, um einen Kurzschluss der Luft durch Entweichen über undichte Stellen der Aufnahme zu verhindern. Seitlich am Einschubrahmen 51 befindet sich ein Steckkontakt 12. Bei Einschieben in die zugehörige Aufnahme wird der Steckkontakt 12 mit einem entsprechenden Steckkontakt 12 in der Aufnahme kontaktiert, wenn sich die Lüftereinheit 5 in der Sollposition in der Aufnahme befindet. Damit bildet der Steckkontakt 12 einen Passstift, mit dem der korrekte Einschub in die Sollposition in der Aufnahme kontrolliert werden kann.
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Dicht unterhalb der Lüftereinheit 5 ist die Filtereinheit 6 in einer festen Einbauposition angeordnet. Der Querschnitt der Filtereinheit 6 ist an den Querschnitt der Lüftereinheit 5 angepasst. Die Filtereinheit 6 besteht im einfachsten Fall aus einem einzelnen Filter mit Filterelementen, die aus einem Metallgeflecht, einem Gewebe oder allgemein aus einem Füllmaterial mit geeigneter Maschenweite und Struktur bestehen. Die Filtereinheit 6 ist so ausgebildet, dass in deren Einbauposition ein Zwischenraum 6a zwischen dieser und der darüber angeordneten Lüftereinheit 5 verbleibt.
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Die Funktion des Luftkühlungssystems ist derart, dass durch den Betrieb der Lüftereinheit 5 Luft von außerhalb des Gehäuses 2 der elektronischen Spannungs- oder Stromversorgungseinheit 1 angesaugt wird und die Filtereinheit 6 passiert, wo die Ansaugluft gereinigt wird. Dann wird die angesaugte Luft mittels der Lüftereinheit 5 in die Beruhigungsstrecke 8 geblasen. In der Beruhigungsstrecke 8 wird die Luftströmung beruhigt, wodurch zum einen die Schallentwicklung reduziert wird. Gleichzeitig erfolgt somit eine effiziente Luftzufuhr zum Kühlkörper 4, wobei sich in der Beruhigungsstrecke 8 ein hinreichend großer Staudruck aufbaut, der dafür sorgt, dass der Luftstrom den Kühlkörper 4 passiert und schließlich durch einen Auslass 2a in der Decke des Gehäuses 2 nach außen strömt, was durch die Pfeile I und II gekennzeichnet ist. Durch den Luftstrom wird der Kühlkörper 4 gekühlt, so dass der Kühlkörper 4 seine Kühlfunktion erfüllen kann.
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Prinzipiell kann der gesamte von der Lüftereinheit 5 generierte Luftstrom über die Beruhigungsstrecke 8 dem Kühlkörper 4 zugeführt werden. Im vorliegenden Fall ist jedoch, um den gesamten Innenraum des Gehäuses 2 der elektronischen Spannungs- oder Stromversorgungseinheit 1 und darin verteilte Elektronikkomponenten kühlen zu können, in der Wandung der Beruhigungsstrecke 8 eine Düse 10 vorgesehen. Anstelle der Düse 10 kann auch ein einfacher Schlitz vorgesehen sein. Über die Düse 10 wird ein Teilstrom des mit der Lüftereinheit 5 generierten Luftstroms abgesaugt und nicht zum Kühlkörper 4 sondern in den Innenraum des Gehäuses 2 geführt (schematisch dargestellt durch den Pfeil III). Auch dieser Luftstrom wird über die Decke des Gehäuses 2 ausgeführt.
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Erfindungsgemäß bildet sowohl die Lüftereinheit 5 als auch die Filtereinheit 6 ein Einschubteil, das in eine Aufnahme im Gehäuse 2 eingesteckt werden kann. Die Ausbildung eines solchen Einschubteils ist in 2 veranschaulicht. Dort besteht das Einschubteil aus den Axiallüftern 9 der Filtereinheit 6 und dem Einschubrahmen 51. Entsprechend weist auch die Filtereinheit 6 einen Einschubrahmen 61 auf. Wie in 3 dargestellt, sind die Aufnahmen in Form von Einschubfächern 11a, 11b ausgebildet, in welche die Einschubfächer 11a, 11b der Lüftereinheit 5 beziehungsweise der Filtereinheit 6 eingeschoben werden. Die Lüftereinheit 5 beziehungsweise die Filtereinheit 6 braucht somit zur Montage im Gehäuse 2 nur in das jeweilige Einschubfach 11a, 11b eingeschoben werden. Damit kann die Lüftereinheit 5 und auch die Filtereinheit 6 ohne Werkzeuge und ohne konstruktiven Zusatzaufwand in dem Gehäuse 2 in einer definierten Sollposition montiert werden.
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Die Lüftereinheit 5 und die Filtereinheit 6 bilden austauschbare Einheiten, das heißt diese Einheiten können jederzeit durch einfaches Herausziehen aus den Schubladen 11a, 11b aus der elektronischen Spannungs- oder Stromversorgungseinheit 1 entnommen werden und durch neue Lüftereinheiten 5 und Filtereinheiten 6 ausgetauscht werden. Ein derartiger Austausch kann durchgeführt werden, wenn eine Lüftereinheit 5 oder Filtereinheit 6 defekt ist. Weiterhin können auch Lüftereinheiten 5 und Filtereinheiten 6 mit unterschiedlichen Leistungsdaten in der elektronischen Spannungs- oder Stromversorgungseinheit 1 eingebaut werden. Insbesondere kann auch die Filtereinheit 6 durch eine weitere Lüftereinheit 5 ersetzt werden, so dass zwei Lüftereinheiten 5 übereinander angeordnet sind.
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4 zeigt die elektronische Spannungs- oder Stromversorgungseinheit 1 in einem Schaltschrank 100 eingebaut. Der Schaltschrank 100 weist an einer Frontseite eine Tür 101 auf. Die elektronische Spannungs- oder Stromversorgungseinheit 1 ist in eine Aussparung in der Rückwand 102 eingesetzt, die durch Abschrägungen 103 begrenzt ist. Die Nahtstellen zwischen der elektronischen Spannungs- oder Stromversorgungseinheit und der Rückwand 102 sind durch eine an der elektronischen Spannungs- oder Stromversorgungseinheit 1 umlaufenden Dichtung 104 luftdicht verschlossen.
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Die so im Schaltschrank 100 eingebaute elektronische Spannungs- oder Stromversorgungseinheit 1 ist in einer Vertikalanordnung in diesem Schaltschrank 100 angeordnet. Dabei liegen die Einschubfächer 11a, 11b für die Lüftereinheit 5 und die Filtereinheit 6 hinter der Tür 101 des Schaltschranks 100 frei, so dass bei geöffneter Tür 101 die Lüftereinheit 5 und die Filtereinheit 6 in die zugeordneten Einschubfächer 11a, 11b eingeschoben beziehungsweise aus diesen entnommen werden können.
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Wie aus 4 ersichtlich, wird die Abluft am Kühlkörper direkt über dessen Oberseite ausgeführt (Pfeil II), das heißt dieser Abluftstrom gelangt nicht in den Innenraum des Gehäuses 2.
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Der über die Düse 10 ausgeleitete Teil des Luftstroms, der von der Lüftereinheit 5 nicht dem Kühlkörper, sondern den Elektronikkomponenten im Gehäuse 2 der elektronischen Spannungs- oder Stromversorgungseinheit 1 zugeführt wird (Pfeil III), wird als Luftstrom IV über den Auslass 2a in den Innenraum des Schaltschranks 100 geführt und verläuft zwischen der elektronischen Spannungs- oder Stromversorgungseinheit 1 und der Tür 101 vertikal nach unten. Der Luftstrom IV kühlt dann im Schaltschrank 100 gegebenenfalls vorhandene Elektronikkomponenten, wie zum Beispiel eine SPS-Steuerung und wird dann als Luftstrom V im Bodenbereich des Schaltkreises aus diesem ausgeleitet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektronische Spannungs- oder Stromversorgungseinheit
- 2
- Gehäuse
- 2a
- Auslass
- 3
- Luftkühlungssystem
- 4
- Kühlkörper
- 5
- Lüftereinheit
- 51
- Einschubrahmen
- 62
- Einschubrahmen
- 6
- Filtereinheit
- 6a
- Zwischenraum
- 7
- Wandelement
- 8
- Beruhigungsstrecke
- 9
- Axiallüfter
- 10
- Düse
- 11a
- Einschubfach
- 11b
- Einschubfach
- 12
- Steckkontakt
- 100
- Schaltschrank
- 101
- Tür
- 102
- Rückwand
- 103
- Abschrägung
- 104
- Dichtung
